某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系,设计实验装置如图.长直平板一端放在水平桌面上,另一端架在一物块上.在平板上标出A、B两点,B点处放置一光电门,用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间,
实验步骤如下:
①用游标卡尺测测最滑块的挡光长度d,用天平测量滑块的质量m;
②用直尺测量A、B之间的距离s,A点到水平桌面的垂直距离h1,B点到水平桌面的垂直距离h2;
③将滑块从A点静止释放.由光电计时器读出滑块的挡光时间t;
④重复步骤 ③数次,井求挡光时间的平均值. t
⑤利用所测数据求出摩擦力f和斜面倾角的余弦值cosα;
⑥多次改变斜面的倾角,重复实验步骤②③④⑤做出f一cosα关系曲线.
(1)用测量的物理量完成下列各式(重力加速度为g)
①斜面倾角的余弦cosα= ;
②滑块通过光电门时的速度v= ;
③滑块运动时的加速度a= ;
④滑块运动时所受到的摩擦阻力f= ;
(2)测量滑块挡光长度的游标卡尺读数如图所示,读得d= .
①根据数学知识可知:
cosα=s2-(h1-h2)2 s
故答案为:s2-(h1-h2)2 s
②由于宽度较小,时间很短,所以瞬时速度接 * * 均速度,因此有:
v=d . t
故答案为:
.d . t
③应用运动学公式v2-
=2ax有:v 20
(
)2=2as,d t
故解得:a=d2 2s
2. t
故答案为:
.d2 2st2
④根据牛顿第二定律有:
mgsinθ-f=ma
将sinθ=
,a=h1-h2 s
带入得:f=mgd2 2s
2. t
-mh1-h2 s d2 2s
2. t
故答案为:mg
-mh1-h2 s d2 2s
2. t
(2)游标卡尺的主尺读数为3.6cm,游标尺上第2个刻度和主尺上某一刻度对齐,因此其读数为为0.1×2mm=0.2mm=0.2cm,所以最终读数为:3.6cm+0.02cm=3.62cm
故答案为:3.62cm.